المخاطر المهنية المرتبطة بعنصر التنغستن

مقدمة حول المخاطر المهنية المرتبطة بعنصر التنغستن:

تعتبر مركبات التنغستن آمنة نسبياً من الناحية السمية، وقد أدى القلق بشأن الآثار الصحية والبيئية المحتملة لليورانيوم المستنفد والرصاص في التطبيقات العسكرية إلى قيام العديد من البلدان باستكشاف إمكانية تطبيق معادن أكثر أماناً من الناحية السمية.

ولذلك تم إدخال الذخائر القائمة على سبائك التنغستن المعدنية الثقيلة كبديل في الذخائر وكاخترق للطاقة الحركية؛ وذلك على الرغم من أن الملامح السمية لجميع هذه المعادن معروفة جيداً، إلا أن استيعابها على أنها شظايا مدمجة يمكن اعتباره طريقاً جديداً للتعرض طويل المدى.

وكما تشير الدراسات التي أجريت على حيوانات التجارب وزراعة الخلايا إلى أن الكريات التي تعتمد على سبيكة التنغستن المعدنية الثقيلة تمتلك إمكانات مسرطنة، لم تكن موجودة من قبل بالنسبة لليورانيوم المستنفد أو الرصاص.

كما قد تساهم معادن أخرى في سبيكة التنغستن مثل النيكل أو الكوبالت في مثل هذا الخطر، ووفقاً لذلك؛ فإن المخاطر الصحية طويلة الأجل المتعلقة بالتنغستن هي سبب للقلق، بحيث يستعرض هذا الطرح السمية والسريرية وتقدم وجهات نظر جديدة حول التنغستن والسبائك القائمة عليه.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية لعنصر التنغستن:

التنجستن (الرمز الكيميائي W، العدد الذري 74، الوزن الذري 183.85)، وهو معدن لامع أبيض رمادى صلب عند درجة حرارة الغرفة، كما تم العثور على التنغستن في المجموعة (VIb) من النظام الدوري تحت الكروم والموليبدينوم.

كما يحتوي التنجستن على أعلى نقطة انصهار (3410 درجة مئوية) وأدنى ضغط بخار لجميع المعادن، ولديه أعلى مقاومة شد عند درجات حرارة تزيد عن 1650 درجة مئوية، كما إنه مقاوم للتآكل ولا يهاجمه إلا قليلاً من قبل معظم الأحماض المعدنية.

أيضاً يعتبر التنغستن من أعلى المواد ذات درجة الانصهار ويتميز بخصائص ممتازة في درجات الحرارة العالية وخاصة الصلابة، حيث إنه معدن ثقيل وله أدنى معامل تمدد لجميع المعادن (4.5 × 10 ∼ 6 سم).

كما أن التنغستن هو عنصر موجود بشكل طبيعي في الصخور والمعادن مجتمعة مع مواد كيميائية أخرى، ولكن ليس كمعدن نقي، حيث يتواجد التنغستن بشكل طبيعي في شكل مركبات كيميائية مع عناصر أخرى، وعلى الرغم من اكتشاف أكثر من 20 مركباً حاملة للتنغستن؛ إلا أن 2 منهم فقط لهما أهمية صناعية.

كما تقدر احتياطيات التنغستن الأكبر في العالم بـ 3.3 مليون طن وستستمر حتى عام 2097 تقريباً بمعدلات الاستخدام الحالية. 2 تقع أكبر الاحتياطيات في الصين، تليها كندا والاتحاد السوفيتي السابق.

عادةً ما يتم استخراج التنغستن تحت الأرض على الرغم من وجود مناجم مفتوحة ولكنها نادرة، بحيث تتم معالجة معظم مركزات التنغستن كيميائياً لتشكيل باراتونجستات الأمونيوم، كما أنه الوسيط الرئيسي في معالجة التنغستن، كما يمكن صهر مركزات الفولفراميت مباشرة بالفحم أو فحم الكوك في فرن القوس الكهربائي لتشكيل (ferrotungsten)، كذلك الذي يستخدم كمواد صناعة السبائك في إنتاج الصلب.

المخاطر البيئية التي تصاحب التنغستن:

يحدث التنجستن بشكل طبيعي في البيئة ويلعب دوراً مهماً في علم الأحياء الدقيقة للتربة، وعلى الرغم من استخدامه على نطاق واسع؛ فإن الآثار البيئية المحتملة للتنغستن المنطلق في البيئة غير معروفة ولا توجد بيانات متاحة حتى الآن لإجراء تقييم للمخاطر البيئية.

كما تتعرض البيئة لكل من الأشكال الجسيمية والقابلة للذوبان من التنجستن وإلى حد متزايد لمكونات سبائك التنغستن، كما هو الحال في بعض تركيبات الذخائر، كذلك يبدو أن التأثيرات مرتبطة بتحمض التربة الذي يحدث أثناء انحلال التنغستن.

بحيث يؤدي خلط مسحوق التنغستن مع التربة بمعدلات أعلى من 1 ٪ على أساس الكتلة إلى حدوث تغييرات في المجتمعات الميكروبية في التربة، مما يؤدي إلى موت جزء كبير من المكون البكتيري وزيادة الكتلة الحيوية الفطرية.

كما أنه يتسبب في موت الديدان الحمراء والنباتات، حيث تقلل أنواع التنغستن المذابة بشكل كبير من الغلة الميكروبية، كما أن تركيزات التنغستن القابلة للذوبان منخفضة تصل إلى 10 mg 5 مجم/لتر تسبب انخفاضاً في إنتاج الكتلة الحيوية بنسبة 8٪ وربما تكون مرتبطة بإنتاج بروتينات الإجهاد، حيث تمتص النباتات والديدان أيونات التنغستن من التربة بكميات كبيرة، بينما لوحظ إثراء التنغستن في جذور النبات، كما قد يشير هذا إلى أن مركبات التنغستن يمكن أن تدخل السلسلة الغذائية.

آثار التنغستن على صحة الإنسان:

يلعب التنغستن دوراً أساسياً في بيولوجيا الكائنات الميكروبية، كما أنه عادةً ما يكون موجوداً كموقع نشط في إنزيمات ميكروبية محددة، وحتى الآن؛ لم يتم التعرف على دور أساسي للتنغستن في بيولوجيا البشر.

لذلك كان التنغستن موضوعاً للعديد من الدراسات التجريبية في الجسم الحي، وفي المختبر بهدف تحديد ملفه الأيضي والسمي، ومع ذلك؛ لا يعتبر التنغستن ومركباته شديدة السمية للإنسان، لذلك تأتي معظم معلومات السموم البشرية الحالية من التعرض المهني المزمن.

تسمم التنغستن المزمن:

تم وصف التسمم المزمن المتعلق باستخدام أشكال مختلفة من التنغستن في الدراسات، وعادةً ما يتعلق الأمر بعمال التعدين بعد ملامسة الجهاز التنفسي أو الجلد لفترة طويلة مع جزيئات كربيد التنجستن، وفي معظم هذه الدراسات يبقى السؤال مفتوحاً حول مدى تورط التنغستن حقاً مقارنة بالمعادن الأخرى مثل الكوبالت.

الرئة:

قد يلعب التنغستن دوراً في حالات التليف الرئوي المرتبطة بأمراض الرئة المعدنية الصلبة، وهو التهاب رئوي خلالي عملاق ينجم عن استنشاق الغبار المتكون أثناء معالجة المعدن الصلب، وهي مادة تتكون من كربيد التنغستن والكوبالت، ومع ذلك؛ قد تُعزى غالبية تقارير السمية إلى تأثيرات الكوبالت على أنسجة الجهاز التنفسي لدى الأفراد المعرضين للإصابة وليس التنجستن.

البشرة:

غالباً ما يُلاحظ التهاب الجلد في عمال المعادن الشديدين، ولكنه قد يكون أيضاً إلى حد كبير بسبب تأثيرات الكوبالت، وكما يبدو أن كربيد التنجستن يعدل من سمية والكوبالت وحده ليس له نفس التأثيرات السامة.

الجهاز العصبي:

تم الإبلاغ أيضاً عن ضعف نفسي عصبي، خاصةً فيما يتعلق بوظيفة الذاكرة؛ وذلك لدى عمال المعادن الصلبة.

التدبير العلاجي السريري:

تم الإبلاغ عن أن علاج حالات التسمم الحاد داعم بشكل أساسي، كما يمكن إعطاء الفحم إذا لم يتم بطلانه، وبالإضافة إلى ذلك؛ يجب إعطاء الأكسجين لأعراض الجهاز التنفسي والبنزوديازيبينات للنوبات، كما تم استخدام غسيل الكلى في هذه الحالة للفشل الكلوي، ولكن مع تأثير محدود على إزالة التنغستن.

كما يبدو أن المرضى الذين نجوا من نوبة التسمم الحاد بالتنغستن لديهم فرصة جيدة للشفاء على المدى القصير والطويل إذا تلقوا العلاج الداعم المناسب وغسيل الكلى وعلاج التسمم المزمن، مثل مرض المعادن الصلبة، وهو أيضاً من الأعراض ولا يركز على مستويات التنغستن أو الكوبالت، كما يركز العلاج على وقف التعرض وإعطاء الكورتيكوستيرويدات، وفي بعض الحالات يتم اقتراح إجراءات إزالة التحسس.